7. LỰA CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN VÀ MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP
7.1.2. Các thông số cần quan tâm khi chọn biến dòng điện
Biến dòng điện được cho bởi các thông số cơ bản như tỷ số biến, công suất và cấp chính xác. Cấp chính xác (là một hàm số phụ thuộc vào tải của BI và dòng điện chạy qua biến dòng) được lựa chọn tùy theo mục đích sử dụng của máy biến dòng điện.
- Biến dòng điện dùng cho mục đích bảo vệ rơle phải có điện áp bão hòa đủ lớn để có thể đo tương đối chính xác dòng điện sự cố. Các biến dòng loại này thường có hệ số giới hạn độ chính xác ALF khá cao. Tuy nhiên cũng cần đảm bảo rằng các thiết bị nối tới biến dòng này (ví dụ các rơle) phải có khả năng chịu dòng điện lớn tương xứng. Hệ số giới hạn dòng điện theo độ chính xác thường được chế tạo theo các mức 5, 10 và 15.
- Biến dòng dùng cho mục đích đo đếm yêu cầu có độ chính xác cao hơn khi làm việc với dòng điện lân cận giá trị định mức. Các thiết bị đo đếm thường có khả năng chịu dòng lớn kém hơn rất nhiều so với rơle, do đó các biến dòng dùng cho mục đích đo, đếm phải có điện áp bão hòa thấp để nhanh chóng bão hòa khi dòng điện tăng cao do sự cố.
- Hệ số an toàn (Safety Factor - SF) đối với biến dòng dùng cho đo đếm: là tỷ số giữa dòng điện sơ cấp giới hạn và dòng định mức của BI. Dòng điện sơ cấp giới hạn là dòng điện lớn nhất cho phép mà tại đó sai số của máy biến dòng không vượt quá mức qui định. Giá trị thông dụng của SF là 5 hoặc 10.
52 Một máy biến dòng có thể có nhiều lõi, trong đó một số lõi dùng cho ứng dụng rơle bảo vệ và một số lõi dùng cho mục đích đo đếm. Tiêu chuẩn IEC60044-1 được sử dụng để đánh giá các BI.
Ví dụ về thông số của BI
Dòng điện định mức sơ cấp: 200A
Dòng điện định mức thứ cấp: 5A
Tải định mức: 15VA
Hệ số giới hạn dòng điện theo độ chính xác ALF= 10; Cấp chính xác 5P. Khi dòng điện tăng tới ALF lần dòng định mức thì sai số về tỷ số biến tối đa là 5%
Hình 7.2 Ví dụ thông số của máy biến dòng điện
a. Dòng điện định mức sơ cấp
Dòng điện định mức sơ cấp nên được lựa chọn cao hơn khoảng 10%÷40% dòng điện làm việc lớn nhất.
Dòng định mức sơ cấp (I1): được chế tạo theo tiêu chuẩn với các ngưỡng 10 - 12.5 - 15 - 20 - 25 - 30 - 40 - 50 - 60 - 75 A và các bội số nhân 10, 100 của các giá trị này (theo tiêu chuẩn IEC 60044-1).
Theo hệ tiêu chuẩn ANSI thì các giá trị dòng sơ cấp này được qui định rõ với BI có một tỷ số biến: các giá trị dòng sơ cấp tiêu chuẩn là 10; 15; 25; 40; 50; 75; 100; 200; 300; 400; 600; 800; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000; 6000; 8000; 12000A.
53 Dòng điện ổn định nhiệt là dòng điện cho phép chạy liên tục qua cuộn sơ cấp mà không gây phát nóng quá mức cho phép theo tiêu chuẩn. Nếu không có thông tin ghi chú thêm thì giá trị này thường chính là giá trị dòng điện định mức sơ cấp
c. Dòng điện định mức thứ cấp
Dòng điện định mức thứ cấp của biến dòng điện có thể là 1 hoặc 5A. Lựa chọn loại 5A thứ cấp nếu biến dòng điện và các rơle, đồng hồ đo đặt gần nhau. Nên sử dụng BI loại 1A thứ cấp nếu khoảng cách từ BI đến các thiết bị lớn.
Với các máy phát điện công suất lớn, dòng điện định mức có thể lên tới vài kA thì nên sử dụng BI loại 5A thứ cấp. Nếu dùng loại 1A thứ cấp thì tỷ số biến dòng sẽ rất lớn và số vòng thứ cấp cũng tăng lên nhiều lần.
d. Dòng điện cho phép trong 1 giây và dòng điện ổn định động
Dòng điện cho phép lớn nhất trong 1 giây là dòng điện lớn nhất cho phép chạy qua máy biến dòng trong 1 giây mà không làm cho biến dòng bị phát nóng quá mức cho phép (ví dụ 2500C đối với loại máy biến dòng ngâm trong dầu).
Dòng điện cho phép trong 1 giây theo tiêu chuẩn chế tạo thường là :
6.3 - 8 - 10 - 12.5 - 16 - 20 - 25 - 31.5 - 40 - 50 - 63 - 80 – 100 (đơn vị là kA)
e. Tải danh định và độ chính xác
Thông thường một biến dòng có thể có nhiều cuộn thứ cấp phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Tải danh định và độ chính xác của các cuộn thứ cấp này tuỳ thuộc vào loại tải cần nối tới.
- Các dụng cụ đo như kW, KVar, A hoặc kWh hoặc kVArh là loại thiết bị thường yêu cầu làm việc chính xác trong chế độ tải bình thường hoặc định mức. Các cuộn thứ cấp phục vụ cho mục đích đo lường thường yêu cầu có độ chính xác cao. Phạm vi hoạt động chính xác trong khoảng 5-120% của dòng điện định mức với độ chính xác thường là 0.2 hoặc 0.5 (IEC) hoặc 0.3 hoặc 0.6 (IEEE).
- Đối với các loại rơle bảo vệ và các thiết bị ghi sự cố thì thông tin ở phía sơ cấp bắt buộc phải được thể hiện đầy đủ ở phía thứ cấp. Việc đo các thông số sự cố không yêu cầu độ chính xác thật cao nhưng phải đảm bảo việc biến đổi trung thực các thông tin từ phía sơ cấp sang thứ cấp. Các cuộn thứ cấp phục vụ cho mục đích bảo vệ rơle thường có độ chính xác 5P, 10P hoặc TP (IEC) hoặc C100-800 (IEEE).
Thông thường mỗi máy biến dòng có thể có 1 hoặc 2 cuộn thứ cấp phục vụ cho mục đích đo lường và từ 2 tới 4 cuộn thứ cấp phục vụ cho các ứng dụng bảo vệ rơle.
54 Để bảo vệ các thiết bị và dụng cụ đo khỏi các nguy hiểm do dòng điện tăng đọt biến trong qua trình sự cố thì các lõi từ phục vụ cho đo lường thường được chế tạo với yêu cầu là lõi từ sẽ bão hoà khi dòng điện vượt quá mức 5 tới 20 lần dòng điện danh định.
g. Yêu cầu đối với các lõi từ phục vụ cho mục đích bảo vệ rơle
Các lõi từ phục vụ cho mục đích bảo vệ rơle thường hoạt động với mức dòng điện cao hơn dòng điện định mức. Theo tiêu chuẩn IEC đối với các BI phục vụ mục đích bảo vệ rơle thường có cấp chính xác là 5P và 10P.
Các đặc điểm của loại biến dòng phục vụ mục đích bảo vệ rơle là:
- Độ chính xác thấp hơn so với loại dùng cho mục đích đo lường - Điện áp bão hoà cao hơn (khó bị bão hoà)
Điện áp bão hoà được đặc trưng bởi hệ số giới hạn dòng điện theo độ chính xác (Accuracy Limit Factor - ALF). Hệ số này là tỷ số giữa dòng điện lớn nhất cho phép mà tại đó BI còn đảm bảo độ chính xác theo qui định (với tải là định mức) và dòng điện danh định.
h. Cấp chính xác theo tiêu chuẩn IEC 60044-1
Cấp chính xác
Sai số dòng điện ở dòng điện định mức (%)
Sai số góc tại dòng điện định mức Sai số hỗn hợp tại dòng điện giới hạn cấp chính xác (%) Phút Centiradian 5P 1 60 1,8 5 10P 3 - - 10